火试金富集-火焰原子吸收法测定金矿石中金含量的不确定度评定

易建春，邵坤

（中国地质科学院矿产综合利用研究所，四川 成都 610041）

测量不确定度是测量系统最基本、也是最重要的特性指标，是测量质量的重要标志[1]，是表征合理的赋予被测量值的分散性，是与测量结果相关联的参数，描述了测量结果正确性的可疑程度和不肯定程度[2-4]。国家计量技术规范[2]中指出检测结果的完整报告应包含测量不确定度，定量地说明检测结果的质量；因此开展实验室检测结果的不确定度意义重大。矿石中金含量测定主要有活性炭吸附-碘量法[5]、泡沫吸附-等离子质谱法（等离子光谱法）[6-8]、泡沫吸附-原子吸收法[9-10]、火试金重量法（原子吸收光谱法）等，本文依据《测量不确定度评定与表示》，针对以火试金富集-火焰原子吸收光谱法测定金矿石中金含量，对分析测试过程中引入的每个不确定度的来源进行分析和评定，对该方法的可行性和准确性进行科学的判断，分析检测方法中各个环节对测试结果的影响，降低试验过程中对结果的影响，从而提高数据的可靠性。

1 实验部分

1.1 仪器与主要试剂

ICE3500原子吸收光谱仪器；电子天平；金标准储备液：1000 µg/mL，GBW(E)083793-50。

HCl、HNO3为优级纯，碳酸钠、氧化铅、硼砂为工业纯，实验室用水为二次蒸馏水。

1.2 分析流程

准确称取20.0 g样品，精确至0.01 g，加入氧化铅、碳酸钠、玻璃粉和面粉，置于粘土坩埚中，搅拌均匀后，加入0.5 ～ 1.0 mL硝酸银溶液和覆盖剂，于马弗炉中1100 ～ 1200℃熔成铅扣，灰吹后形成金银合粒，将合粒溶解，用盐酸溶液（1+19）的定容至50 mL,待测[11]。

配制成金浓度为0.00、1.00、2.00、5.00、7.50、10.00 µg/mL的系列标准溶液，将标准溶液于火焰原子吸收光谱仪波长242.8 nm处，测定吸光度，仪器自动建立线性方程，再对样品进行测定，并根据吸光度读出浓度值，计算其结果。

1.3 结果计算

根据实验原理和火试金富集-火焰原子吸收法测定金矿石中金量的整个实验过程，按下述公式进行结果计算：

式中：WAu-金的质量分数（g/t）；

Ci-标准曲线读出的试液中金的质量浓度（µg/mL）；

C0-标准曲线读出的空白试液中金的质量浓度（µg/mL）；

V-试液中的体积，单位为mL；

m-试料的质量，单位克（g）。

1.3.1 不确定度评定

从整个测量过程和结果计算上来看，试样中金含量的测量不确定度主要来源于下来几个方面：（1）样品称量引入不确定度u(m)；（2）待测溶液的制备时产生的不确定度u(v)；（3）标准曲线的配制与拟合时引入的不确定度u(s)；（4）重复性实验引入的不确定度u(r)，该不确定度计算了样品熔融、灰吹以及金银合粒溶解等样品前处理流程中引入的不确定度，为避免重复计算，故不再单独计算样品前处理过程中引入的不确定度。

1.3.2 称重的不确定度u（m）

样品待测溶液制备过程中引入的不确定度u(v)

2.2.1 容量瓶校准时产生的标准不确定度u1(v)

2.2.2 温度变化产生的标准不确定度u2(v)

该容量瓶已在20℃进行了检定，而实验室的温度在±5℃变动，则50 mL溶液体积的变化为±50×2.1×10-4×5=±0.053 mL ，假设温度变化为矩形分布，则标准不确定度：

待测溶液制备引起的相对不确定度为：

2.3 标准溶液配制引起的不确定度

2.3.1 标准溶液的不确定度

2.3.2 标准溶液配制过程中引入的不确定度

2.3.2.1 一次稀释过程引入的标准不确定度

以1000 µg/mL金标准溶液，配制成100 µg/mL的金标液，采用10 mL单标线移液管（A级）和100 mL容量瓶（A级）完成，其不确定度见表1。

表 1 一次稀释中各量器的不确定度Table 1 Uncertainty of different vessels in the first dilution

所以，第一次稀释引入的相对不确定为：

2.3.2.2 二次稀释过程引入的标准不确定度

以一次稀释后的100 µg/mL的金标液，配制成浓度为(0.00、1.00、2.00、5.00、7.50、10.00)µg/mL的系列标准溶液，采用10 mL分度移液管（A级）和100 mL容量瓶（A级）完成，其不确定度见表2。

表2 二次稀释中各量器的不确定度Table 2 Uncertainty of different vessels in the second dilution

第二次稀释引入的相对不确定为：

2.3.2.3 配制过程中温度对容量瓶体积

则整个标准曲线配制过程引入的相对不确定度为：

2.4 标准曲线拟合时产生的标准不确定度

将标准溶液于火焰原子吸收光谱仪波长242.8 nm处，平行测定2次吸光度，具体数据表3。

表3 金标准溶液的浓度与吸光度Table 3 Concentration and absorption of Au in standard solutions

根据表3数据，由标准溶液的吸光度A与浓度C拟合标准曲线方程，得到A=0.0309C+0.0042，相关系数0.9996，其中a=0.0309,b=0.0042。对试验进行了2次平行测定，结果为cx=5.53 μg/mL (2次测量值为5.54、5.51 μg/mL)。

由线性拟合带来的不确定度为:，根据标准溶液的浓度C利用标准曲线求得吸光的理论值，计算实际吸光度Ai与理论值的残差Ai-(aCi+b)，带入公示计算得到Sr=0.0018；

p=2（进行了2次测量）；

n=12（对每个浓度标准曲线进行2次测量，共2×6=12次）；

将上述值带入得到：

2.5 重复条件下的不确定度分量

2.6 金矿石中金元素含量的合成不确定度

由上述各相对不确定度彼此独立不相关，则金矿石中金含量的相对标准不确定度为:

则合成浓度不确定度为u(C)=5.53×0.054=0.30 μg/mL

2.7 扩展不确定度

当置信率为95%时，包含因子k=2,则扩展不确定度u=2×0.30=0.60 μg/mL。金矿石中金含量检测结果可表示为：

3 结 语

本文讨论了火试金-原子吸收光谱法测定金矿石中金量的各个不确定度分量，通过比较可以看出，本方法的不确定度主要由工作曲线拟合引入，因此，在测定过程中，首先要配制浓度适当的标准曲线系列，再者必须调整好仪器，使其达到最佳状态，建立合理的标准曲线线性，以减少测量过程中引入的不确定分量，从而提高样品检测的准确性。